Bộ lọc (filter) trên Eversolo DMP-A6

Hiểu rõ và sử dụng các bộ lọc âm thanh có sẵn trên các bộ giải mã DAC như Eversolo DMP-A6 có thể mang lại những thay đổi đáng kể trong trải nghiệm nghe nhạc. Mỗi bộ lọc được thiết kế để phù hợp với các phong cách âm nhạc khác nhau, phù hợp với các sở thích cá nhân khác nhau.

Việc không sử dụng hoặc không hiểu rõ về các bộ lọc này có thể khiến người dùng bỏ lỡ một số cơ hội để tối ưu hóa trải nghiệm nghe nhạc của mình. Do đó nếu đã đầu tư vào một bộ giải mã DAC cao cấp, việc dành thời gian để thử nghiệm và tìm hiểu về các bộ lọc âm thanh sẽ giúp bạn khám phá và tận hưởng âm nhạc theo cách mà bạn ưa thích nhất.

Các bộ lọc âm thanh trong các bộ giải mã DAC có thể được hiểu một cách đơn giản như là những công cụ để "điều chỉnh" âm thanh, giống như bạn điều chỉnh nét và màu sắc cho một bức tranh để làm nổi bật hoặc giảm bớt những chi tiết nhất định. Mỗi bộ lọc có một tính chất riêng, giúp âm nhạc "mặc" lên mình những "bộ cánh" khác nhau tùy thuộc vào gu nghe của mỗi người. 

Eversolo DMP-A6 tích hợp tất cả 7 bộ lọc khác nhau bao gồm :
1. Fast Roll-Off (Linear)

2. Slow Roll-Off (Linear)

3. Fast Roll-Off (Minimum)

4. Slow Roll-Off (Minimum)

5. Apodizing (Linear)

6. Fast Roll-Off (Hybrid)

7. Brick Wall (Linear)

Thuật ngữ Linear và Minimum được viết tắt bởi Linear Phase, và Minimum Phase. Hai thuật ngữ này Vinhstudio có bổ sung thêm phần khái niệm cũng như cách chúng hoạt động ở dưới bài viết.
 

Bộ lọc Fast Roll Off là gì? 

Bộ lọc Fast Roll-Off, hay còn gọi là bộ lọc "Cắt Nhanh" thường được sử dụng trong các bộ giải mã DAC. Mục đích chính của nó là loại bỏ các tần số nằm ngoài phạm vi nghe của con người một cách nhanh chóng và triệt để. 
Sử dụng bộ lọc Fast Roll-Off giống như việc bạn đang điều chỉnh kính thiên văn để nhìn rõ các ngôi sao xa xôi, nó giúp bạn loại bỏ "sương mù" và thấy rõ từng chi tiết một cách sắc nét. Tuy nhiên cũng giống như việc sử dụng kính thiên văn đôi khi nó có thể làm bạn bỏ lỡ vẻ đẹp mềm mại và tự nhiên của bầu trời đêm nếu bạn chỉ tập trung vào sự chi tiết.

Dưới đây là một số điểm chính về bộ lọc Fast Roll-Off:

Cắt Đứt Nhanh Chóng:

Bộ lọc này có đặc điểm là "cắt nhanh" các tần số âm thanh cao ngay khi chúng vượt qua ngưỡng mà tai người không còn có thể nghe được. Điều này giúp làm sạch tín hiệu âm thanh bằng cách loại bỏ những tạp âm và nhiễu không cần thiết.
"cắt nhanh" nói đến một bộ lọc có khả năng giảm mạnh và nhanh chóng các tần số ngay sau khi qua điểm tần số cắt. Điều này có nghĩa là bộ lọc đó sẽ rất hiệu quả trong việc loại bỏ các tần số không mong muốn ngay lập tức sau điểm cắt mà không để chúng "lọt lưới".

Hãy tưởng tượng bạn có một Hàng rào: một hàng rào có độ dốc nhanh (fast roll-off) sẽ cao và dốc ngay sau khi qua cổng, trong khi cái rào có độ dốc chậm (slow roll-off) sẽ dần dần tăng chiều cao. Trong trường hợp của bộ lọc, "độ cao của rào" tương ứng với mức độ giảm tín hiệu. Vì vậy, một bộ lọc có "cắt nhanh" sẽ rất nhanh chóng loại bỏ tín hiệu không mong muốn sau khi qua điểm cắt.

Độ Chính Xác:

Do có khả năng cắt đứt nhanh nên bộ lọc Fast Roll-Off giúp âm thanh có độ chính xác cao. Âm thanh trở nên rõ ràng và sắc nét, giống như bạn đang xem một bức ảnh với độ phân giải cao.

Phản Ứng Biên Độ:

Bộ lọc này có thể tạo ra một phản ứng biên độ nhanh chóng và mạnh mẽ, giúp các nốt nhạc rõ ràng và định hình tốt. Tuy nhiên, đôi khi nó có thể tạo ra hiện tượng "ringing" (âm vang) nhưng thường không đáng kể.

Phù Hợp Với:

Bộ lọc này thích hợp với những thể loại nhạc cần sự chính xác cao về mặt âm thanh, tiết tấu nhanh ví dụ như nhạc Cổ điển, Jazz, hoặc bất kỳ thể loại nào mà bạn muốn nghe thấy từng chi tiết một cách rõ ràng.

Bộ lọc Slow Roll Off là gì?

Bộ lọc Slow Roll-Off hay còn gọi là bộ lọc "Cắt Chậm" thường được tích hợp trong các bộ giải mã DAC. Khác biệt với bộ lọc Fast Roll-Off bộ lọc này có cách tiếp cận nhẹ nhàng hơn trong việc loại bỏ các tần số nằm ngoài phạm vi nghe của con người. Sử dụng bộ lọc Slow Roll-Off có thể giống như việc bạn đang ngồi thư giãn trên một chiếc thuyền nhỏ trôi nhẹ trên dòng sông yên bình. Nó không chỉ đơn thuần là nghe âm nhạc mà còn là việc cảm nhận và đắm chìm trong từng âm điệu một cách tự nhiên và mượt mà.

Dưới đây là một số đặc điểm cụ thể của bộ lọc Slow Roll-Off:

Cắt Nhẹ Nhàng:

Thay vì "cắt nhanh" tần số âm thanh một cách nhanh chóng, bộ lọc Slow Roll-Off làm giảm dần chúng một cách từ từ và nhẹ nhàng. Điều này giúp tín hiệu âm thanh trở nên tự nhiên và mượt mà hơn.

Độ Mượt Mà và Tự Nhiên:

Bởi vì sự giảm dần nhẹ nhàng, âm thanh được tái tạo với cảm giác mượt mà và tự nhiên, giống như việc bạn đang nghe một dòng nước chảy êm đềm. Cảm giác nghe được làm dịu và không bị "cứng" hay "sắc" như bộ lọc Fast Roll-Off.

Phản Ứng Biên Độ:

Bộ lọc này ít có khả năng tạo ra hiện tượng "ringing" (âm vang) so với bộ lọc Fast Roll-Off, do đó âm thanh tự nhiên và mềm mại hơn. Âm thanh không bị chặn đột ngột mà có sự chuyển tiếp mượt mà hơn.

Phù Hợp Với:

Bộ lọc này thường được ưa chuộng trong những thể loại nhạc trữ tình Acounstic, lãng mạn hoặc khi bạn muốn cảm nhận âm nhạc một cách êm dịu, có thể áp dụng khi nghe nhạc Bolero. Đặc biệt thích hợp với những bản nhạc có yếu tố tự nhiên, như tiếng nước chảy, tiếng gió, hoặc âm nhạc dành cho thư giãn và Meditative.

Bộ lọc Apodizing là gì?

Bộ lọc Apodizing là một công cụ tinh vi và hiệu quả để cải thiện chất lượng âm thanh trong các bộ giải mã hiện đại. Nó không chỉ giảm thiểu những nhiễu không mong muốn mà còn tạo ra một trải nghiệm nghe nhạc tự nhiên và trung thực hơn. Đối với những ai yêu cầu cao về chất lượng âm thanh và muốn trải nghiệm âm nhạc ở mức độ sâu sắc, bộ lọc Apodizing chắc chắn là một công cụ đáng để khám phá.

Mục đích chính của bộ lọc Apodizing là để giảm thiểu hoặc loại bỏ các hiện tượng pre-ringing và post-ringing - những hiện tượng nhiễu gây ra bởi các bộ lọc kỹ thuật số truyền thống trong quá trình chuyển đổi tín hiệu số thành tín hiệu Analog.

Giảm Thiểu Hiện Tượng Pre-Ringing:

"Ringing" là hiện tượng gây ra các dao động không mong muốn trước và sau một tín hiệu âm thanh (như tiếng trống). Hiện tượng này làm mất tự nhiên và làm giảm chất lượng âm thanh. Bộ lọc Apodizing giảm thiểu hiện tượng pre-ringing, giúp âm thanh trở nên mượt mà và tự nhiên hơn.

Cải Thiện Độ Trung Thực:

Khi loại bỏ được hiện tượng ringing, âm thanh được tái tạo sẽ gần giống hơn với bản gốc, nâng cao độ trung thực của âm nhạc. Người nghe có thể cảm nhận rõ ràng sự khác biệt, đặc biệt trong những đoạn nhạc có nhiều âm sắc nhanh và sắc.

Tăng Cảm Giác Không Gian và Chiều Sâu:

Vì âm thanh trở nên mượt mà và tự nhiên, người nghe sẽ cảm nhận được không gian và chiều sâu của âm nhạc được cải thiện đáng kể. Điều này đặc biệt quan trọng trong âm nhạc Cổ điển hoặc Jazz, nơi mà không gian và cảm giác "phòng thu" là rất quan trọng.

Phù Hợp Với Mọi Thể Loại Nhạc:

Bộ lọc Apodizing không giới hạn ở một thể loại nhạc cụ thể nào, mà có thể mang lại lợi ích cho mọi thể loại nhạc. Đặc biệt là những bản nhạc có yêu cầu cao về độ trung thực và không gian âm nhạc.

Bộ lọc Brick Wall là gì?

Bộ lọc "Brick Wall" (tạm dịch: Bức tường gạch) có đặc tính rất nổi bật hay được sử dụng trong quá trình chuyển đổi tín hiệu số sang tín hiệu analog (DAC). Đặc điểm chính của bộ lọc này là khả năng cắt đứt tần số ở một ngưỡng nhất định mà không cho phép bất kỳ tần số nào trên ngưỡng đó được truyền qua. Nói cách khác, bộ lọc này có độ dốc cực kỳ đứng giống như bức tường gạch vì thế mới có tên gọi như vậy.

Bộ lọc Brick Wall là một công cụ mạnh mẽ trong việc kiểm soát tần số và loại bỏ nhiễu. Tuy nhiên việc sử dụng nó đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng vì có thể gây ra các hiện tượng phụ không mong muốn. Đối với những ai yêu cầu độ chính xác cao trong âm thanh và không quá nhạy cảm với hiện tượng ringing, bộ lọc Brick Wall có thể là một lựa chọn tuyệt vời.

Đặc Tính Cắt Tần:

Bộ lọc Brick Wall có khả năng cắt tất cả các tần số cao hơn một ngưỡng nhất định, thường là gần tần số Nyquist (một nửa tần số lấy mẫu). Điều này ngăn chặn hiệu ứng aliasing, một hiện tượng sai lệch tín hiệu có thể xảy ra khi chuyển đổi từ tín hiệu số sang analog.

Độ Dốc Đứng:

So với các bộ lọc khác như Fast Roll-Off hoặc Slow Roll-Off, Brick Wall có độ dốc cắt đứt tần số cực kỳ đứng. Điều này giúp loại bỏ hầu hết tín hiệu nhiễu ở tần số cao, nhưng cũng có thể dẫn đến hiện tượng "ringing" như đã nói ở trên.

Ưu và Nhược Điểm:

Ưu điểm của bộ lọc Brick Wall là khả năng loại bỏ hiệu quả tín hiệu nhiễu và aliasing, tạo ra tín hiệu âm thanh sạch và chính xác. Nhược điểm là nó có thể tạo ra hiện tượng ringing không mong muốn, làm giảm tự nhiên của âm thanh và gây cảm giác khó chịu cho người nghe ở một số trường hợp.

Ứng Dụng:

Bộ lọc Brick Wall thường được ứng dụng trong các hệ thống âm thanh chuyên nghiệp và cần độ chính xác cao như trong phòng thu, hệ thống phát sóng, hoặc trong các sản phẩm DAC cao cấp. 

Kết luận

Trong thế giới nhạc số hiện đại việc sử dụng các bộ lọc âm thanh như Fast Roll-Off, Slow Roll-Off, Apodizing, và Brick Wall trong các thiết bị DAC (Digital-to-Analog Converter) đã mở ra những khả năng tuyệt vời cho người dùng để tinh chỉnh và cải thiện trải nghiệm nghe nhạc. Mỗi bộ lọc có những đặc tính riêng biệt và ảnh hưởng đến âm thanh theo những cách khác nhau, từ việc giảm thiểu nhiễu và ringing, đến việc cải thiện độ trung thực và không gian âm nhạc.

Lời khuyên cho những người mới tìm hiểu về lĩnh vực này đầu tiên và quan trọng nhất là hãy dành thời gian thử nghiệm và trải nghiệm các bộ lọc khác nhau. Nghe và cảm nhận sự khác biệt mà chúng mang lại với những bản nhạc yêu thích của bạn. Điều này không chỉ giúp bạn phát hiện ra bộ lọc nào phù hợp với phong cách âm nhạc mà bạn ưa chuộng, mà còn giúp bạn hiểu rõ hơn về sở thích cá nhân của mình trong âm nhạc.

Nếu bạn là người ưa thích âm thanh tự nhiên và mượt mà, có thể bạn sẽ thích bộ lọc Apodizing. Trong khi đó, nếu bạn ưu tiên sự rõ ràng và độ chính xác cao, bộ lọc Brick Wall có thể sẽ là lựa chọn phù hợp. Đối với những người không muốn quá nhiều sự can thiệp của bộ lọc và ưa thích âm thanh mở, bộ lọc Slow Roll-Off có thể sẽ là sự lựa chọn tốt nhất.

Cuối cùng, đừng quên rằng mục tiêu chung của việc sử dụng các bộ lọc này là để tăng cường trải nghiệm nghe nhạc của bạn. Hãy lựa chọn bộ lọc phản ánh đúng nhất với cá tính và sở thích cá nhân của bạn, và đừng ngần ngại thay đổi giữa các bộ lọc để tìm ra âm thanh bạn yêu thích nhất. Âm nhạc là một trải nghiệm cá nhân sâu sắc, và việc chọn lựa bộ lọc phù hợp là một bước quan trọng để làm cho trải nghiệm đó trở nên hoàn hảo hơn.

Bổ sung thuật ngữ Ringing và Pre-Ringing 

Thuật ngữ "Ringing" trong lĩnh vực giải mã nhạc số thường được sử dụng để mô tả hiện tượng sóng âm thanh nhân tạo không mong muốn, xuất hiện trước và sau một tín hiệu âm thanh gốc. Hiện tượng này thường gặp phải trong quá trình xử lý tín hiệu số, đặc biệt là khi sử dụng các bộ lọc số như bộ lọc Brick Wall hay các bộ lọc có độ dốc đứng.

"Ringing" cần được chú ý trong lĩnh vực giải mã nhạc số vì nó có thể ảnh hưởng đến chất lượng của âm thanh tái tạo. Việc hiểu rõ về "ringing" giúp người dùng và các kỹ sư âm thanh có thể tìm ra những phương pháp tối ưu nhất để giảm thiểu tác động tiêu cực của nó, từ đó nâng cao trải nghiệm nghe nhạc cho người dùng.

Để hiểu rõ hơn về "Ringing", chúng ta có thể xem xét nó qua các thông tin sau:

Nguyên Nhân:

"Ringing" xuất hiện do đặc tính của hệ thống xử lý tín hiệu đặc biệt là khi các bộ lọc số được thiết kế để có một đáp ứng tần số rất nhanh hoặc rất đứng. Điều này có thể dẫn đến việc tạo ra các dao động không mong muốn trước (pre-ringing) và sau một tín hiệu âm thanh cụ thể.

Đặc Điểm:

"Ringing" thường xuất hiện dưới dạng các đỉnh và đáy, lặp đi lặp lại trong tín hiệu âm thanh, tạo ra cảm giác âm thanh có vang hoặc có tiếng echo không tự nhiên.

Ảnh Hưởng:

Đối với người nghe, "ringing" có thể gây cảm giác khó chịu, mệt mỏi và làm giảm trải nghiệm nghe nhạc chân thực. Trong một số trường hợp, nó còn có thể che lấp hoặc làm méo đi những chi tiết tinh tế trong âm nhạc, ảnh hưởng đến độ chính xác và tự nhiên của tín hiệu âm thanh.

Giải Pháp:

Một số giải pháp để giảm thiểu "ringing" bao gồm việc sử dụng các bộ lọc có độ dốc mềm mại hơn ví dụ như Slow Roll Off, hoặc sử dụng các kỹ thuật xử lý tín hiệu tiên tiến để kiểm soát hiện tượng này.

Bổ sung thuật ngữ Aliasing

"Aliasing" là một hiện tượng trong quá trình xử lý tín hiệu số, đặc biệt là trong lĩnh vực âm thanh và hình ảnh. Để hiểu một cách đơn giản bạn hãy tưởng tượng một chiếc quạt đang quay. Khi bạn nhìn chiếc quạt qua một máy quay phim hoặc camera, đôi khi bạn sẽ thấy các cánh quạt quay chậm lại hoặc thậm chí quay ngược lại, dù thực tế chúng đang quay rất nhanh.

Hiện tượng này xảy ra do camera không ghi lại hình ảnh đủ nhanh để theo kịp tốc độ thực tế của cánh quạt khiến cho hình ảnh bị méo mó và không trung thực với thực tế. Trong âm thanh "aliasing" cũng tương tự như vậy. Khi một tín hiệu âm thanh được chuyển đổi từ dạng tương tự (analog) sang số (digital) nếu quá trình lấy mẫu (sampling) không đủ nhanh so với tần số của tín hiệu dẫn đến các tần số cao có thể bị "nhầm lẫn" hoặc "biến dạng" thành các tần số thấp hơn, làm cho âm thanh ghi lại không chính xác và bị méo mó so với bản gốc.

Để tránh hiện tượng aliasing, người ta thường sử dụng một bộ lọc trước khi lấy mẫu tín hiệu, gọi là "bộ lọc chống aliasing" (anti-aliasing filter), nhằm loại bỏ các tần số cao hơn tần số lấy mẫu đảm bảo tín hiệu số sau khi ghi lại chính xác và không bị méo mó.

Bổ Sung thuật ngữ Linear Phase và Minimum Phase

Linear Phase là gì? 

Thuật ngữ "Linear Phase" (Pha Tuyến Tính) trong âm thanh số có thể được giải thích một cách đơn giản theo ví dụ sau:

Hãy tưởng tượng bạn đang xem một cuộc diễu hành với nhiều nhóm người đang di chuyển qua một con đường. Mỗi nhóm người này đại diện cho một tần số âm thanh khác nhau.

Nếu con đường mà họ đang đi qua là "Linear Phase", nó giống như một con đường phẳng tắp, không có chướng ngại vật nào cản trở. Tất cả các nhóm người di chuyển qua con đường này với cùng một tốc độ và đến điểm cuối cùng cùng một lúc. Trong âm thanh, điều này tương đương với việc tất cả các tần số âm thanh đều được truyền qua hệ thống hoặc bộ lọc âm thanh với cùng một độ trễ pha, không có tần số nào bị chậm trễ hay nhanh hơn so với tần số khác.

​Trong âm thanh, mỗi nhóm người như ví dụ tương ứng với một tần số âm thanh khác nhau. "Linear Phase" đảm bảo rằng tất cả các tần số âm thanh được xử lý qua bộ lọc hoặc hệ thống với cùng một độ trễ pha. Kết quả là âm thanh bạn nghe được sau khi qua bộ lọc giữ được sự cân nhắc và trung thực với bản gốc, không bị biến dạng.

Minimum Phase là gì?

"Minimum Phase" thuật ngữ trong lĩnh vực âm thanh số. Để hiểu một cách đơn giản bạn hãy tưởng tượng mình đang xem một cuộc thi bơi lội. Mỗi vận động viên đại diện cho một tần số âm thanh khác nhau, và mục tiêu của họ là đạt đến đích nhanh nhất có thể.

Trong một hệ thống có sử dụng "Minimum Phase", mỗi "vận động viên" (tức là mỗi tần số âm thanh) sẽ cố gắng hoàn thành cuộc đua (hoặc đi qua hệ thống) trong thời gian ngắn nhất có thể, không bị trễ. Nói cách khác, mỗi tần số âm thanh sẽ được xử lý qua hệ thống hoặc bộ lọc âm thanh với độ trễ pha là thấp nhất có thể.

Kết quả với bộ lọc "Minimum Phase" âm thanh mà bạn nghe được sẽ có thời gian phản ứng nhanh, đáp ứng tức thì mà không có sự chậm trễ giữa các tần số.